专题8 金属和金属材料 练习题
一、单选题
1.在天平两边托盘上的烧杯中,各放入质量相同的稀硫酸,调节天平至平衡,分别向两边烧杯中各加入5g镁和5g锌,镁和锌全部反应后,天平的指针( )
A.偏向加锌的一边 B.偏向加镁的一边
C.指针不偏转 D.都有可能
2.下列有关化学方程式的书写正确的是
A. B.
C. D.
3.分类是学习化学的一种方法,下列物质属于纯净物的是 ( )
A.冰水共存物 B.硬水 C.稀盐酸 D.合金
4.由两种金属组成的混合物共40g,与足量稀盐酸充分反应后,共放出2g氢气。则原混合物的组成不可能是( )
A.Zn和Fe B.Fe和Mg C.Zn和Mg D.Al和Cu
5.我们知道物质的性质决定事实上用途,下列物质的用途,体现其物理性质
A.用氢气做高能燃料
B.充入稀有气体使灯泡耐用
C.用木炭来还原氧化铜
D.用铁锅做饭
6.向铁粉和铜粉组成的混合物中加入一定量硝酸银溶液,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。则滤出的固体中一定含有的金属是
A.Ag B.Ag、Fe C.Ag、Cu D.Ag、Cu、Fe
7.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论,其中合理的是( )
A.单质是由一种元素组成的,则由一种元素组成的物质都是单质
B.氧化物是都含有氧元素的纯净物,则含有氧元素的纯净物都是氧化物
C.Na+、Mg2+、Cl﹣的最外层电子数均为8,由此得出离子的最外层电子数均为8
D.同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率快,说明催化剂可以改变反应速率
8.焊锡(铅锡合金)在焊接电子元器件中有着重要应用,下列相关说法错误的是
A.焊锡属于混合物 B.焊锡加入稀盐酸中无明显现象
C.焊锡的熔点比纯锡低 D.可用刻画的方法比较焊锡和纯锡的硬度
9.某混合物其组成特点是“各成分彼此完全混合、处处相同”。这种混合物不可能是
A.食盐水 B.黄泥水 C.空气 D.不锈钢
10.下列实验现象的描述正确的是
A.燃着的蜡烛熄灭时产生白雾
B.光亮的铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面有银生成
C.硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
D.细铁丝在氧气里燃烧,生成黑色四氧化三铁固体
11.化学无处不在。下列有关说法不正确的是
A.汽油洗去衣服上的油污,是利用了乳化作用
B.木炭不完全燃烧时,极易产生炭黑和一氧化碳
C.制造电器零件用黄铜而不用纯铜,是因为黄铜比纯铜硬
D.降低饱和溶液的温度不一定能析出晶体
12.《科学》刊登了用CO2为原料,不依赖光合作用人工合成淀粉的成果,其中第一步反应如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应为置换反应 B.反应前后分子数目不相等
C.反应前后原子数目不相等 D.反应的后ZnO-ZrO2的质量不相等
13.将一定量的稀硫酸加入到过量的锌粉中,右图是反应过程中某种物质的质量Y随着时间变化的关系,则Y不可能的是
A.消耗锌粉的质量 B.剩余稀硫酸的质量
C.生成氢气的质量 D.生成ZnSO4的质量
二、填空题
14.铁在空气中锈蚀实际上是跟 、 等物质相互作用,发生一系列 的化学反应;铁锈的主要成分是 ,它是一种 的物质。
15.食品常常因与 反应而腐败变质,食品保鲜剂可以有效地防止食品的腐败。
(1)小明发现薯片袋内是用充填保护气体来防腐。袋内气体可能是氮气或二氧化碳,他们用 证明了该保护气是二氧化碳。
(2)小红在食用盒装月饼时,发现用于保鲜的小纸袋中盛放着一种黑色粉末,经实验验证这包粉末主要成分为铁粉,放置几天后,黑色粉末逐渐变成了红棕色,这是因为铁粉吸收了空气中的 ,生成的红棕色物质主要成分是 。
16.化学与生活联系紧密。
(1)日常生活中,可以用 区分硬水和软水,实验室中用 的方法将硬水转化成软水。
(2)生活中的铝制品抗腐蚀性很强,是因为 。(用化学方程式表示)
(3)铁制品在自然界中容易生锈,实际上是因为铁与空气中的 发生了化学反应。(填写物质的名称)
(4)由于氮气 ,生活中经常用作保护气。
(5)冰箱中经常用活性炭作除味剂,是因为其具有 。
(6)金刚石和石墨的物理性质有很大的差异,是因为 。
17.金属在生产生活中有广泛应用。
(1)铝制品有很好的抗腐蚀性能的原因 。(用方程式表示)。
(2)为了从硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,提取并回收银,小燕设计了如下的实验方案:
①若溶液乙为无色溶液,则固体甲一定含有的物质是 。
②若向甲中加入盐酸无气泡产生,则溶液乙中溶质一定有 。
(3)现有锌粉和另一种金属组成的混合物,在6.5 g该混合物中加入100 g一定溶质质量分数的稀盐酸后,混合物与稀盐酸恰好完全反应,产生氢气的质量为m,下列说法正确的是______。
A.若混合物为Zn,Mg,m可能是0.2 g
B.若混合物为Zn,Fe,m等于0.2 g
C.若混合物为Zn,Fe,m等于0.1 g,混合物中铁的质量分数为50%
D.若混合物为Zn,Mg,则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3%
18.百炼成钢(将反复烧红的生铁在空气中不断捶打,转化为钢)的化学原理是(用化学方程式) 。
19.工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图:
已知:生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为 0.03%~2%。
(1)反应:①Fe2O3+3CO[Math Processing Error] 2Fe+3CO,②Fe2O3+3C[Math Processing Error]2Fe+3CO。属于置换反应的是 ,用于高炉炼铁的原理是 (填序号)。
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。
(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是 。炉渣中含有硅酸钙(CaSiO3),其中硅元素的化合价是 。
(4)炼钢炉中,通入纯氧的目的是 。将钢锭轧成钢板,体现了金属的 性。
(5)钢铁制品可能会生锈,写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式: 。
三、实验题
20.如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接好装置,并检查装置的气密性;
Ⅱ.装好药品,先通一会儿CO,再点燃酒精喷灯;
Ⅲ.实验结束,先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题:
(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑,说明Fe2O3转化为 (填化学式),B瓶中澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为 。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是
(3)你认为该装置是否需要添加尾气处理装置并说明理由, 。
21.利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示,装置气密性良好)。实验1min后温度计读数上升,8min后打开止水夹,水倒吸入性形瓶,实验数据如下表:
实验前的体积 实验后的体积
锥形瓶内空气(含导管内空气) 烧杯内水 烧杯内剩余水
246.0mL 100.0mL 51.5mL
(1)铁的锈蚀是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 。
(3)计算得出空气中氧气的含量约为 (精确到0.1%)。
四、计算题
22.“黄铜”是铜锌合金,可塑性好,耐腐蚀,许多“金色”饰品就是用它来制作的。现称取20.0g黄铜样品置于烧杯中,慢慢加入稀硫酸使其充分反应,直至没有气泡产生为止,请结合下列图示计算。
(1)该20.0g黄铜样品中含锌的质量为 g。
(2)计算完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】设5g镁与稀硫酸反应生成氢气的质量为x,5g锌与稀硫酸反应生成氢气的质量为y。,,x=0.42g
,,y=0.15g,加锌的一边逸出的氢气少,则剩余的质量大,所以天平的指针偏向加锌的一边,故选A。
2.D
【详解】A. 没有配平并缺少条件加热,选项错误;
B. 铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,选项错误;
C. 没有反应条件通电,选项错误;
D. ,选项正确;
故选D。
3.A
【详解】纯净物是:只由一种物质组成的物质。
A、冰水共存物是水,只有水这一种物质,故符合题意;
B、硬水是含有较多钙镁化合物的水,是混合物,故不符合题意;
C、稀盐酸是氯化氢的水溶液,含有氯化氢和水,是混合物,故不符合题意;
D、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物,故不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】根据与硫酸反应时铁、锌、镁、铝分别呈+2、+2、+2、+3价,与足量稀盐酸反应后生成了2g氢气,所需要消耗金属的质量分别为:需要金属铁的质量=;需要金属锌的质量=;需要金属镁的质量=;需要金属铝的质量=;铜不与稀硫酸反应。根据金属混合物与酸反应产生气体质量为两种金属反应产生氢气质量和,由实际实验中两种金属混合物40g与足量稀盐酸反应后生成了2 g氢气,可判断混合物中两种金属可能为金属铁、锌两种金属其中之一与金属镁、铝两种金属其中之一所组成的混合物,如Zn和Mg、Fe和Mg、Al和Cu等的组合,而Zn和Fe、所组成的混合物不能满足条件,原混合物的组成不可能是这两个组合。
故选A
【点睛】利用一定质量金属完全反应放出,计算生成2g氢气消耗选项所涉及金属铁、锌、镁、铝的质量;然后根据题设的条件:两种金属混合物40g,与足量稀盐酸反应后生成了l2g氢气,推断出两种金属混合物的可能组成。
5.D
【详解】A、用氢气做高能燃料,是利用了氢气的可燃性,需要通过化学变化才表现出来,是利用了其化学性质,故选项错误;
B、充入稀有气体使灯泡耐用,是利用了稀有气体化学性质的稳定性,需要通过化学变化才表现出来,是利用了其化学性质,故选项错误;
C、用木炭来还原氧化铜,是利用了木炭的还原性,需要通过化学变化才表现出来,是利用了其化学性质,故选项错误;
D、用铁锅做饭,是利用了铁的导热性,不需要发生化学变化就能表现出来,是利用了其物理性质,故选项正确;
故选D。
6.D
【分析】根据三种金属活动性由强到弱的顺序:铁>氢>铜>银,当把铁粉与铜粉加入到硝酸银溶液中,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,待铁完全置换后,若硝酸银还有剩余,此时铜在与硝酸银反应生成银和硝酸铜。
【详解】在铁、铜、银三种金属只有铁能与酸反应能放出氢气,所以在滤渣中滴入稀盐酸有气体放出,说明铁有剩余,铁已经将硝酸银中的银完全置换出来了,铁有剩余则铜没有参与反应,故滤出的固体中含有铁、铜和银。
故选D。
7.D
【分析】A、根据单质是由同种元素组成的纯净物,进行分析判断;B、氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物;C、根据原子和离子的转化,进行分析判断;D、根据催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,进行分析判断。
【详解】A、单质是由同种元素组成的纯净物,单质是由一种元素组成的,但由一种元素组成的物质不一定都是单质,也可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物,故选项说法错误;B、氧化物含有氧元素,但含有氧元素的纯净物不一定都是氧化物,如C2H5OH,故选项说法错误;C、Na+、Mg2+、Cl﹣的最外层电子数均为8,但离子的最外层电子数不一定均为8,如锂离子,最外层电子数为2,故选项说法错误;D、同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率快,说明催化剂可以改变反应速率,故选项说法正确。故选D。
8.B
【详解】A、焊锡中有铅、锡,属于混合物,故A正确;
B、铅、锡的活动性在氢前,都能与盐酸反应生成氢气,因此焊锡加入稀盐酸中有气泡产生,故B错误;
C、合金的熔点比其成分金属低,故焊锡的熔点比纯锡低,故C正确;
D、可用刻画的方法比较焊锡和纯锡的硬度,纯锡上会有刻痕,说明焊锡硬度大,故D正确。
故选B。
9.B
【分析】悬浊液:固体小颗粒分散与液体中形成的不均一、不稳定的混合物。
溶液:是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物,被分散的物质(溶质)以分子或更小的质点分散于另一物质(溶剂)中。
【详解】某混合物其组成特点是“各成分彼此完全混合、处处相同”。是溶液均一性的特征,食盐水、空气、不锈钢都可以看做是溶液;而黄泥水是悬浊液,不具有均一性。
故选B。
10.C
【详解】A、燃着的蜡烛熄灭时会产生白烟,此选项不正确;
B、光亮的铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面覆盖着一层银白色物质,溶液变为蓝色,有银生成是结论不是现象,此选项不正确;
C、硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,此选项正确;
D、细铁丝在氧气里燃烧,生成黑色固体,描述现象时不能出现物质的名称,此选项不正确。
故选C。
11.A
【详解】A、汽油能溶解油污,汽油洗去衣服上的油污,是利用了溶解原理,故选项说法错误;
B、木炭不完全燃烧时,极易产生炭黑和一氧化碳,故选项说法正确;
C、制造电器零件用黄铜而不用纯铜,是因为黄铜比纯铜硬,故选项说法正确;
D、有些物质的溶解度随着温度的降低而增大,降低饱和溶液的温度,溶解度变大,不会析出晶体,故选项说法正确。
故选A。
12.B
【详解】A、第一步反应是氢气和二氧化碳在ZnO-ZrO2的催化作用下生成CH3OH和水,生成物均为化合物,不属于置换反应,错误;
B、第一步反应是氢气和二氧化碳在ZnO-ZrO2的催化作用下生成CH3OH和水,反应的化学方程式为,根据化学方程式可知,反应前4个分子,反应后2个分子,反应前后分子数目不相等,正确;
C、由质量守恒定律可知,反应前后原子数目相等,错误;
D、ZnO-ZrO2作催化剂,反应前后ZnO-ZrO2的质量相等,错误。
故选B。
13.B
【详解】A、消耗锌粉的质量在反应开始时为零,反应中消耗的锌粉的质量逐渐增加,由于锌粉过量,因此硫酸最终反应完,锌粉消耗的质量达到最大,不再变化,所以对应的图象应该是一条从原点出发,先上升,再保持水平的一条曲线,故对;
B、剩余硫酸的质量由于硫酸的消耗不断变小直至为0,图象应不断下降至0,故错;
C、氢气在反应开始时的质量为零,反应中氢气的质量逐渐增加,由于锌粉过量,因此当稀硫酸全部反应后,氢气的质量就增加到最大值,从而不再变化,所以对应的图象应该是一条从原点出发,先上升,再保持水平的一条曲线,故对;
D、硫酸锌在反应开始时的质量为零,反应中硫酸锌的质量逐渐增加,由于锌粉过量,因此当稀硫酸全部反应后,硫酸锌的质量就增加到最大值,从而不再变化,所以对应的图象应该是一条从原点出发,先上升,再保持水平的一条曲线,故对;
故选B。
14. 氧气 水 复杂 氧化铁 疏松多孔
【详解】铁在空气中锈蚀实际上是跟氧气、水等物质相互作用,发生一系列复杂的化学反应;铁锈的主要成分是氧化铁,它是一种疏松多孔的物质。
点睛∶金属资源属于不可再生资源,保护钢铁防止生锈意义重大。
15. 氧气 澄清石灰水 氧气和水 Fe2O3(或Fe2O3.H2O或Fe2O3 XH2O)
【详解】食品常常因与空气中的氧气反应而腐败变质,食品保鲜剂可以有效地防止食品的腐败。故填:氧气;
(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,将气体通入澄清石灰水中,如果澄清石灰水变浑浊,证明了该保护气是二氧化碳。故填:澄清石灰水;
(2)小红在食用盒装月饼时,发现用于保鲜的小纸袋中盛放着一种黑色粉末,经实验验证这包粉末主要成分为铁粉,放置几天后,黑色粉末逐渐变成了红棕色,这是因为铁粉吸收了空气中的氧气和水,生成的红棕色物质主要成分是氧化铁。
故填:氧气和水;Fe2O3(或Fe2O3.H2O或Fe2O3 XH2O)。
16. 肥皂水 蒸馏 氧气、水 化学性质不活泼 吸附性 碳原子的排列方式不同
【详解】(1)硬水中含有较多钙镁离子,软水中这些离子含量较少,把肥皂水加入两种水中会发现,软水中泡沫丰富浮渣少而硬水中几乎没有泡沫并浮渣多,因此肥皂水可以区别硬水和软水。实验室中用蒸馏的方法将硬水转化成软水。
(2)常温下,铝具有很好的抗腐蚀性能,是因为铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜。化学方程式为:。
(3)铁制品在自然界中容易生锈,实际上是因为铁与空气中的氧气、水发生了化学反应。
(4)由于氮气化学性质不活泼,生活中经常用作保护气。
(5)冰箱中经常用活性炭作除味剂,是因为其具有吸附性,能够吸附色素和异味。
(6)金刚石和石墨的物理性质有很大的差异,是因为碳原子的排列方式不同。
17.(1)
(2) 银和铁 硝酸锌、硝酸亚铁
(3)D
【详解】(1)铝制品有很好的抗腐蚀性能,铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应,化学方程式为:;
(2)向硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中加入锌粉,锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,硝酸银完全反应后,锌再与硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌;
①若溶液乙为无色溶液,说明硝酸亚铁完全反应,则固体甲中一定含有银和铁,可能含有锌;
②若向甲中加入盐酸无气泡产生,说明锌量少,只与硝酸银发生了反应,则溶液乙中溶质一定有硝酸锌、硝酸亚铁,可能含有硝酸银;
(3)
A、根据化学方程式,6.5g锌完全反应生成氢气0.2g,2.4g镁完全反应生成氢气0.2g,所以6.5g的Zn,Mg混合物反应生成氢气的质量大于0.2g,故A错误;
B、根据化学方程式,6.5g锌完全反应生成氢气0.2g,5.6g铁完全反应生成氢气0.2g,所以6.5g的Zn,Fe混合物反应生成氢气的质量大于0.2g,故B错误;
C、根据化学方程式,6.5g锌完全反应生成氢气0.2g,5.6g铁完全反应生成氢气0.2g,若混合物中铁的质量分数为50%,则锌、铁的质量均为3.25g,根据化学方程式,3.25g锌反应生成的氢气的质量为0.1g,所以6.5g的Zn,Fe混合物反应生成氢气的质量大于0.2g,故C错误;
D、根据化学方程式,6.5g锌完全反应消耗HCl的质量为7.3g,2.4g镁完全反应消耗HCl的质量为7.3g,所以6.5g的Zn,Mg混合物消耗HCl的质量一定大于7.3g,则则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3%,故D正确。
故选D。
18.C+O2CO2
【详解】钢和生铁都是铁的合金,其中,钢的含碳量是:0.03%~2%,生铁的含碳量是:2%~4.3%。百炼成钢,是降低生铁中的含碳量,也就是将碳转化为气体而除去,所以是碳在加热的条件下能和氧气反应生成二氧化碳气体,反应的化学方程式为C+O2CO2。
19. ② ① 增大反应接触面积,加快反应速率 N2 +4 使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中碳含量 延展 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【详解】(1)一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。故选②;高炉炼铁是利用一氧化碳还原氧化铁,故选①;
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是增大反应接触面积,加快反应速率;
(3)空气的主要成分是氮气和氧气,但氮气不参与炼铁的反应。故热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是N2;CaSiO3中Ca显+2价,O显-2价,根据化合物中各元素的化合价为零,则Si的化合价=0-(-2)×3-(+2)=+4;
(4)生铁中含有碳,碳氧气与反应。故炼钢炉中,通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中碳含量;将钢锭轧成钢板,体现了金属的延展性。
(5)硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水。化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
20. Fe 防止生成的铁被空气中的氧气氧化 不需要,因为未反应的CO进入B装置中,不会逸散到空气中
【详解】(1)A处发生的反应为一氧化碳在高温条件下将氧化铁还原为铁单质,氧化铁为红色,铁单质为黑色,A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑,说明氧化铁转化为铁单质;
该反应还会生成二氧化碳气体,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为。
(2)实验结束后继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却,其目的是防止生成的铁被空气中的氧气氧化。
(3)澄清石灰水能有效检验并吸收生成的二氧化碳,但一氧化碳与氢氧化钙不会发生反应,即一氧化碳不能被澄清石灰水吸收,结合装置分析,不会逸散到空气中,因为未反应的CO进入B装置中。
21.(1)放热
(2)
(3)19.7%
【详解】(1)实验1min后温度计读数上升,说明铁的锈蚀是放热反应;
(2)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为:;
(3)烧杯内减少的水的体积就是消耗氧气的体积,故空气中氧气的体积含量约为:。
22.(1)6.5
(2)解:设生成氢气的质量为x,生成硫酸锌的质量为y
则完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为:,
答:完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为16.1%。
【详解】(1)在金属活动顺序中,锌排在氢之前,铜排在氢之后,锌能与稀硫酸反应,铜不能与稀硫酸反应。由题意可知,剩余的13.5g滤渣为铜,则该20.0g黄铜样品中含锌的质量为20.0g-13.5g=6.5g;
(2)见答案。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页